JP6098626B2 - Vehicle frame structure - Google Patents
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Description
本発明は、車両用フレーム構造に関し、特に略矩形状の主閉断面を構成するアルミ合金製車両用フレーム構造に関する。 The present invention relates to a vehicle frame structure, and more particularly to an aluminum alloy vehicle frame structure having a substantially rectangular main closed section.
従来より、高張力鋼板製フロントサイドフレームの先端部分に軸圧縮変形可能なクラッシュカンを設け、フロントサイドフレームの途中部から後端部に亙って積極的に折れ変形可能な複数の衝撃吸収機構を採用することにより衝突時の衝撃エネルギ吸収量を増加させて、前突時の乗員保護を図っている(特許文献1)。
このような衝撃吸収機構では、フロントサイドフレームの折れ変形によって吸収される衝撃荷重がエネルギ吸収量全体の大半を占めるため、折れ変形によるエネルギ吸収特性は圧縮変形によるエネルギ吸収特性よりもEA(Energy Absorption)性能に与える影響が大きい。
Conventionally, a crash can that can be axially compressed and deformed is provided at the tip of the front side frame made of high-strength steel plate, and a plurality of shock absorbing mechanisms that can be actively bent and deformed from the middle to the rear end of the front side frame. Is used to increase the amount of impact energy absorbed at the time of a collision, thereby protecting the occupant during a front collision (Patent Document 1).
In such an impact absorbing mechanism, since the impact load absorbed by the bending deformation of the front side frame occupies most of the total amount of energy absorption, the energy absorbing characteristic due to the bending deformation is greater than the energy absorbing characteristic due to the compressive deformation. ) Large impact on performance.
ところで、車体重量の軽量化の促進により、走行運動性能等機能的価値を高くすることができるため、近年、軽量なアルミ合金材料が車両用フレーム等の使用に供されている。
また、延性に優れたアルミ合金製車両用フレームは、断面の自由度が高く、軽量で且つ材料強度の高い断面形状が一体押出成形で得ることができることから、生産性にも優れている。
By the way, since the functional value such as running motion performance can be increased by promoting the reduction of the weight of the vehicle body, in recent years, a light aluminum alloy material has been used for a vehicle frame or the like.
In addition, an aluminum alloy vehicle frame having excellent ductility is excellent in productivity because it has a high degree of freedom in cross section, and can obtain a lightweight and high cross-sectional shape with high material strength by integral extrusion.
特許文献2のフレーム構造は、押出成形で閉断面構造に形成されたアルミ合金製フロントサイドフレーム前部と、押出成形で閉断面構造に形成され且つ閉断面構造内に上下方向に直交する仕切り壁状の中リブを設けたアルミ合金製フロントサイドフレーム後部とを備え、フロントサイドフレーム前部とフロントサイドフレーム後部との結合部を中リブ位置に沿って形成している。これにより、溶接によって局所的に強度が低下した範囲を中リブによって保持できるため、衝撃荷重による面外方向への壁面の座屈を抑えている。 The frame structure of Patent Document 2 includes an aluminum alloy front side frame front portion formed in a closed cross-section structure by extrusion molding, and a partition wall formed in a closed cross-section structure by extrusion molding and orthogonal to the vertical direction in the closed cross-section structure A front side frame rear portion made of aluminum alloy provided with a middle rib is formed, and a coupling portion between the front side frame front portion and the front side frame rear portion is formed along the middle rib position. Thereby, since the range in which the strength is locally reduced by welding can be held by the middle rib, the buckling of the wall surface in the out-of-plane direction due to the impact load is suppressed.
特許文献1の衝撃吸収機構では、入力した衝撃荷重のうち、主に、クラッシュカンの圧縮変形とフロントサイドフレームの折れ変形とによって吸収することができない荷重がフロントサイドフレームよりも後方の車体構成部材や車室等に伝達される。
つまり、折れ変形によって吸収される衝撃荷重が小さい場合、衝撃吸収のために必要なフロントサイドフレームの長手方向の変形ストローク、所謂クラッシュストロークが長くなり、車体デザインの自由度低下や車体重量の増加を招く虞がある。
In the shock absorbing mechanism disclosed in Patent Document 1, a load that cannot be absorbed mainly by the compression deformation of the crash can and the bending deformation of the front side frame among the input impact loads is a vehicle body component behind the front side frame. And transmitted to the passenger compartment.
In other words, when the impact load absorbed by the bending deformation is small, the longitudinal deformation stroke of the front side frame, which is necessary for absorbing the shock, the so-called crash stroke becomes longer, reducing the degree of freedom in vehicle design and increasing the vehicle weight. There is a risk of inviting.
本発明者は、上記問題点の検討にあたり、断面縦長矩形状のフレームの変形挙動のメカニズムについてCAE(Computer Aided Engineering)による解析を行った。
まず、この解析の基本的な考え方について説明する。
図14に示すように、長手方向に延びる閉断面状鋼板製フレームモデルMと、このフレームモデルMの両端部を挟み込んだ状態でフレームモデルMの軸心を曲げるための荷重付与手段Tとを準備して、荷重点Pの変位と荷重点Pの反力とを解析した。
図14,図15(a),図15(b)に示すように、荷重付与手段Tは、枢支部Rを中心として回動可能な支持部Taと、荷重を付与する荷重点Pが形成され且つ支持部Ta側へ変位しつつ回動可能な支持部Tbとを有し、枢支部Rと荷重点Pを結ぶ直線がフレームモデルMの軸心から50mmオフセットしている。尚、フレームモデルMの各壁部を、圧縮荷重が作用する圧縮側壁部Ma、引張荷重が作用する引張側壁部Mb、各々の壁部の上下端部を夫々連結する上端壁部Mc及び下端壁部Mdとしている。
The present inventor conducted an analysis by CAE (Computer Aided Engineering) on the mechanism of the deformation behavior of a frame having a vertically long rectangular cross section when examining the above problems.
First, the basic concept of this analysis will be described.
As shown in FIG. 14, a closed cross-section steel frame model M extending in the longitudinal direction and a load applying means T for bending the axis of the frame model M in a state where both ends of the frame model M are sandwiched are prepared. Then, the displacement of the load point P and the reaction force of the load point P were analyzed.
As shown in FIGS. 14, 15 (a), and 15 (b), the load applying means T is formed with a support portion Ta that can rotate about the pivot portion R and a load point P that applies a load. In addition, a support portion Tb that can be rotated while being displaced toward the support portion Ta side, and a straight line connecting the pivot portion R and the load point P is offset from the axis of the frame model M by 50 mm. In addition, each wall part of the frame model M includes a compression side wall part Ma to which a compressive load acts, a tension side wall part Mb to which a tensile load acts, an upper end wall part Mc and a lower end wall that connect the upper and lower end parts of each wall part, respectively. Part Md.
フレームモデルMの支持可能な荷重とフレームモデルMが変形するストロークとの相関関係(FS特性)に基づき解析結果について説明する。
図16に示すように、長手方向に延びる閉断面状フレームでは、所定変位においてピークとなる最大(許容限界)荷重26kNが発生し、座屈後、急激に荷重が低下する。
An analysis result will be described based on a correlation (FS characteristic) between a load that can be supported by the frame model M and a stroke by which the frame model M is deformed.
As shown in FIG. 16, in the closed cross-section frame extending in the longitudinal direction, a maximum (allowable limit) load of 26 kN that peaks at a predetermined displacement is generated, and the load is rapidly reduced after buckling.
この座屈発生のメカニズムは、以下のように推測される。
図17に示すように、許容限界を越えた荷重の付与によって圧縮側壁部Maに弾性座屈波Wが生じ、この弾性座屈波Wが上端壁部Mc及び下端壁部Mdに伝播することから、圧縮側壁部Maにおける弾性座屈波Wの谷領域mに対応した上端壁部Mc及び下端壁部Mdの山領域nに面外変形が夫々発生する。その結果、上端壁部Mc及び下端壁部Mdが夫々面外方向に膨出し且つ圧縮側壁部Maが二つ折りに折り畳まれて閉断面状フレームが座屈する。即ち、圧縮側壁部Ma、上端壁部Mc及び下端壁部Mdの弾性座屈波Wを減衰させることで、材料の塑性領域まで許容限界荷重を増加する、換言すれば、材料の保有する性能を有効に活用してEAを増加することができる。
The mechanism of this buckling occurrence is presumed as follows.
As shown in FIG. 17, an elastic buckling wave W is generated in the compression side wall portion Ma by applying a load exceeding the allowable limit, and this elastic buckling wave W propagates to the upper end wall portion Mc and the lower end wall portion Md. In addition, out-of-plane deformation occurs in the top wall portion Mc corresponding to the valley region m of the elastic buckling wave W in the compression side wall portion Ma and the mountain region n of the bottom wall portion Md. As a result, the upper end wall portion Mc and the lower end wall portion Md bulge out in the out-of-plane direction, and the compression side wall portion Ma is folded in two to buckle the closed cross-section frame. That is, by attenuating the elastic buckling wave W of the compression side wall portion Ma, the upper end wall portion Mc and the lower end wall portion Md, the allowable limit load is increased to the plastic region of the material, in other words, the performance possessed by the material is increased. EA can be increased effectively.
そこで、弾性座屈波Wにおいて、周期は圧縮側壁部Maと上端壁部Mc及び下端壁部Mdの板幅が支配要因であり、振幅は各壁部Ma,Mc,Mdの板厚が支配要因であることから、圧縮側壁部Maの板幅を減少すると共に各壁部Ma,Mc,Mdの板厚を増加することで弾性座屈の発生を抑制できると考えられる。しかし、各壁部Ma,Mc,Mdの板厚を増加する場合、車体重量や閉断面状フレーム自体のコストが増加し、閉断面状フレームの単位質量当たりのEA効率(EA質量効率)が十分に向上できない虞がある。
また、単に圧縮側壁部Maの板幅を減少すると車体の主要構成フレームとして強度不足になり、圧縮側壁部Maの板幅を減少して上端壁部Mc及び下端壁部Mdの板幅を増加するとエンジンルームに配置する各部材の配置スペースが不利になる虞がある。
Therefore, in the elastic buckling wave W, the period is governed by the plate width of the compression side wall portion Ma, the upper end wall portion Mc, and the lower end wall portion Md, and the amplitude is governed by the plate thickness of each wall portion Ma, Mc, Md. Therefore, it is considered that the occurrence of elastic buckling can be suppressed by reducing the plate width of the compression side wall portion Ma and increasing the plate thickness of each wall portion Ma, Mc, Md. However, when the plate thickness of each wall portion Ma, Mc, Md is increased, the weight of the vehicle body and the cost of the closed cross-section frame itself increase, and the EA efficiency per unit mass (EA mass efficiency) of the closed cross-section frame is sufficient. There is a possibility that it cannot be improved.
If the plate width of the compression side wall portion Ma is simply reduced, the strength becomes insufficient as the main structural frame of the vehicle body. If the plate width of the compression side wall portion Ma is reduced and the plate widths of the upper end wall portion Mc and the lower end wall portion Md are increased. There is a possibility that the arrangement space of each member arranged in the engine room is disadvantageous.
一方で、フロントサイドフレームを特定位置で折れ変形させるため、変形起点として長手方向に直交して上下に延びるビード等が形成されている。また、フロントサイドフレームの強度向上のため、閉断面内に長手方向に直交した補強部材等を形成することもある。
このような場合、アルミ合金製材料のフロントサイドフレームであっても、特許文献2のように一体押出成形を用いることが容易ではない。
フロントサイドフレームをアウタ部材とインナ部材とに2分割して成形する場合、外周部分の上フランジ部同士と下フランジ部同士は溶接により接合できるものの、閉断面内部に形成する補強部材等をアウタ部材とインナ部材のうち一方の部材に一体成形しても、溶接装置によって補強部材等を他方の部材に接合することが困難であり、補強部材が十分な効果を発揮できない虞がある。
On the other hand, in order to bend and deform the front side frame at a specific position, a bead or the like extending vertically is formed perpendicular to the longitudinal direction as a deformation starting point. Further, in order to improve the strength of the front side frame, a reinforcing member or the like perpendicular to the longitudinal direction may be formed in the closed cross section.
In such a case, even if the front side frame is made of an aluminum alloy material, it is not easy to use integral extrusion as in Patent Document 2.
When the front side frame is formed by dividing it into an outer member and an inner member, the upper flange portion and the lower flange portion of the outer peripheral portion can be joined together by welding, but the reinforcing member formed inside the closed cross section is the outer member. Even if the inner member is integrally formed with one of the inner members, it is difficult to join the reinforcing member or the like to the other member by a welding device, and the reinforcing member may not exhibit a sufficient effect.
本発明の目的は、EA質量効率向上と生産性確保とを両立可能な車両用フレーム構造等を提供することである。 An object of the present invention is to provide a vehicle frame structure or the like that can achieve both improvement in EA mass efficiency and ensuring productivity.
請求項1の車両用フレーム構造は、圧縮荷重が作用する縦向きの圧縮側壁部を含む圧縮側部分と、引張荷重が作用する縦向きの引張側壁部を含む引張側部分と、前記圧縮側部分と引張側部分の上下端部を夫々接合して長手方向に直交する断面が略矩形状の主閉断面を構成するアルミ合金製車両用フレームにおいて、前記圧縮側部分が、前記圧縮側壁部から引張側壁部方向に延びると共に前記主閉断面内に上下方向に隣り合う複数の副閉断面を形成するように配設された複数の横仕切壁部を備え、前記引張側部分が、前記複数の横仕切壁部の引張側壁部側端部が夫々係合可能な複数の係合部を備えたことを特徴としている。 The vehicle frame structure according to claim 1 includes a compression side portion including a vertical compression side wall portion on which a compression load acts, a tension side portion including a vertical tension side wall portion on which a tensile load acts, and the compression side portion. In the aluminum alloy vehicle frame in which the upper and lower ends of the tension side portion are joined to each other to form a main closed cross section having a substantially rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction, the compression side portion is pulled from the compression side wall portion. A plurality of lateral partition walls extending in the side wall direction and disposed in the main closed cross section so as to form a plurality of sub closed cross sections adjacent to each other in the vertical direction; It is characterized in that a plurality of engaging portions that can engage each of the end portions of the partition wall portion on the tensile side wall portion are provided.
この車両用フレーム構造では、アルミ合金製車両用フレーム構造において、前記圧縮側部分が、前記圧縮側壁部から引張側壁部方向に延びると共に前記主閉断面内に上下方向に隣り合う複数の副閉断面を形成するように配設された複数の横仕切壁部を備えているため、副閉断面の縦横比を1以下に調整することができ、幅短縮に伴う圧縮側壁部の弾性座屈周期の短縮化によって弾性座屈を抑制することができ、車両用フレームの許容限界荷重を増加することができる。また、前記引張側部分が、前記複数の横仕切壁部の引張側壁部側端部が夫々係合可能な複数の係合部を備えているため、引張側部分と横仕切壁部の引張側壁部側端部とを溶接等により結合することなく、引張側部分と横仕切壁部とを係合して荷重伝達経路を形成することができる。 In this vehicle frame structure, in the aluminum alloy vehicle frame structure, the compression side portion extends from the compression side wall portion toward the tension side wall portion and has a plurality of sub closed cross sections adjacent in the vertical direction within the main closed cross section. The aspect ratio of the sub-closed cross section can be adjusted to 1 or less, and the elastic buckling period of the compression side wall portion accompanying the shortening of the width can be adjusted. By shortening, elastic buckling can be suppressed and the allowable limit load of the vehicle frame can be increased. Moreover, since the said tension | pulling side part is equipped with the some engagement part which the tension | pulling side wall part side edge part of the said some horizontal partition wall part can each engage, the tension | pulling side part and the tension | pulling side wall of a horizontal partition wall part The load transmission path can be formed by engaging the tension side portion and the lateral partition wall portion without joining the portion side end portion by welding or the like.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記主閉断面内に長手方向に直交するように配設され且つ前記圧縮側壁部と一体形成された1又は複数の縦仕切壁部を形成したことを特徴としている。
この構成によれば、1又は複数の縦仕切壁部によって上端壁部及び下端壁部を引っ張るため、圧縮側壁部から伝播した弾性座屈波に起因した上端壁部及び下端壁部の面外方向の変形を抑制することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, one or a plurality of vertical partition walls are formed in the main closed section so as to be orthogonal to the longitudinal direction and integrally formed with the compression side wall. It is characterized by that.
According to this configuration, the upper end wall portion and the lower end wall portion are pulled by one or a plurality of vertical partition walls, and therefore, the out-of-plane direction of the upper end wall portion and the lower end wall portion due to the elastic buckling wave propagated from the compression side wall portion. Can be suppressed.
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記圧縮側部分と引張側部分が夫々鋳造品で構成されたことを特徴としている。
この構成によれば、押出成形が困難な主閉断面内に配設される複数の横仕切壁部と1又は複数の縦仕切壁部を備えた構造を簡単な方法で圧縮側壁部と一体形成することができる。
The invention of claim 3 is characterized in that, in the invention of claim 2, the compression side portion and the tension side portion are each made of a cast product.
According to this configuration, a structure including a plurality of horizontal partition walls and one or more vertical partition walls disposed in a main closed cross section that is difficult to be extruded is formed integrally with the compression side wall by a simple method. can do.
請求項4の発明は、請求項1〜3の何れか1項の発明において、前記係合部は1対の係合リブとそれら係合リブの間に形成された係合溝とを有し、前記係合リブの前記主閉断面内への突出幅が5〜15mmに設定されていることを特徴としている。
この構成によれば、簡単な構成で引張側部分と横仕切壁部とを係合することができる。また、引張側壁部自体の引張強度を向上することができる。
The invention of claim 4 is the invention of any one of claims 1 to 3, wherein the engaging portion has a pair of engaging ribs and an engaging groove formed between the engaging ribs. The protruding width of the engagement rib into the main closed section is set to 5 to 15 mm.
According to this structure, a tension | pulling side part and a horizontal partition wall part can be engaged with a simple structure. Moreover, the tensile strength of the tensile side wall portion itself can be improved.
本発明の車両用フレーム構造によれば、EA質量効率向上と生産性確保とを両立することができる。 According to the vehicle frame structure of the present invention, both improvement in EA mass efficiency and securing of productivity can be achieved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を車両のフロントサイドフレームに適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
尚、図において、矢印F方向を前方とし、矢印L方向を左方とし、矢印U方向を上方として説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The following description exemplifies a case where the present invention is applied to a front side frame of a vehicle, and does not limit the present invention, its application, or its use.
In the figure, the direction of arrow F is the front, the direction of arrow L is the left, and the direction of arrow U is the top.
以下、本発明の実施例1について図1〜図13に基づいて説明する。
まず、フロントサイドフレームが設置された前部車体構造について簡潔に説明する。
図1に示すように、車両Vは、エンジンルームEと車室とを上下方向および車幅方向に延びて仕切るダッシュパネル1と、このダッシュパネル1の前方位置で車体前後方向に延びるフロントサイドフレーム2と、フロントサイドフレーム2の側方位置でタワー形状に立設されるサスタワー部3と、このサスタワー部3と前述のダッシュパネル1とを上下方向及び車体前後方向に延びて連結するエプロン部4と、エプロン部4上端で車体前後方向に延びるエプロンレインメンバ5等を備えている。尚、左右対象構造であるため、主に車体右側構造について説明し、車体左側構造については説明を省略する。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS.
First, the front body structure in which the front side frame is installed will be briefly described.
As shown in FIG. 1, a vehicle V includes a dash panel 1 that partitions an engine room E and a vehicle compartment by extending in a vertical direction and a vehicle width direction, and a front side frame that extends in the vehicle body front-rear direction at a front position of the dash panel 1. 2, a suspension tower 3 standing in a tower shape at a side position of the front side frame 2, and an apron 4 that connects the suspension tower 3 and the dash panel 1 extending in the vertical direction and the vehicle body longitudinal direction. And an apron rain member 5 extending in the longitudinal direction of the vehicle body at the upper end of the apron portion 4. In addition, since it is a right-and-left object structure, it mainly demonstrates the vehicle body right side structure, and abbreviate | omits description about the vehicle body left side structure.
フロントサイドフレーム2の前端部には、前面衝撃荷重を受けた際、圧縮変形(軸圧縮)して、衝突エネルギの一部を吸収するためのクラッシュカン6を設置している。
フロントサイドフレーム2の前後方向中央部には、略円柱形状のエンジンマウント7を設置して、このエンジンマウント7によってパワーユニット(図示略)を弾性支持している。また、このエンジンマウント7よりも下方のフロントサイドフレーム2内には、エンジンマウント7の取り付け剛性を高めるために、マウント取付レイン8を設置している。フロントサイドフレーム2の後部下面には、サスペンションサブフレーム(図示略)を取り付けるサブフレーム取付ブラケット9を接合固定している。
A crash can 6 is installed at the front end of the front side frame 2 to compress and deform (axially compress) when receiving a front impact load to absorb part of the collision energy.
A substantially cylindrical engine mount 7 is installed in the front-rear direction center of the front side frame 2, and a power unit (not shown) is elastically supported by the engine mount 7. A mount attachment rain 8 is provided in the front side frame 2 below the engine mount 7 in order to increase the attachment rigidity of the engine mount 7. A subframe mounting bracket 9 for attaching a suspension subframe (not shown) is joined and fixed to the rear lower surface of the front side frame 2.
次に、フロントサイドフレーム2について詳細に説明する。
図2,図3に示すように、フロントサイドフレーム2は、アルミ合金材料(5000系)により形成され、上下方向に長い、所謂縦比が横比よりも大きな略矩形状の主閉断面Cを構成している。このフロントサイドフレーム2は、前後方向における各々の領域の機能に応じて、先端部分2aと、この先端部分2aの後側に連なる前側途中部分2bと、この前側途中部分2bの後側に連なる後側途中部分2cと、この後側途中部分2cの後側に連なる基端部分2dとを備えている。
Next, the front side frame 2 will be described in detail.
As shown in FIGS. 2 and 3, the front side frame 2 is formed of an aluminum alloy material (5000 series) and has a main rectangular cross-section C that is long in the vertical direction and has a substantially rectangular shape with a so-called aspect ratio larger than an aspect ratio. It is composed. The front side frame 2 has a front end portion 2a, a front midway portion 2b continuous to the rear side of the front end portion 2a, and a rear side continuous to the rear side of the front side midway portion 2b according to the function of each region in the front-rear direction. A side intermediate portion 2c and a base end portion 2d connected to the rear side of the rear intermediate portion 2c are provided.
先端部分2aは、前突時、前端側部分が軸圧縮変形すると共に後端側部分が上下に延びる第1ビード11fにより外折れ変形するように形成され、前側途中部分2bは、マウント取付レイン8を支持するように形成されている。また、後側途中部分2cは、前突時、途中部が上下に延びる第2ビード23fにより内折れ変形すると共に後端側部分がサブフレーム取付ブラケット9を支持するように形成され、基端部分2dは、前突時、途中部が上下に延びる第3ビード14fにより外折れ変形すると共に後端側部分がダッシュパネル1に固着されるように形成されている。 The front end portion 2a is formed so that the front end side portion is deformed by axial compression and the rear end side portion is bent outwardly by the first bead 11f extending vertically when the front collision occurs. It is formed to support. Further, the rear middle portion 2c is formed so that the middle portion is bent and deformed by the second bead 23f extending vertically when the front collision occurs, and the rear end portion supports the subframe mounting bracket 9, and the proximal end portion 2d is formed such that, during a front collision, the middle part is bent outwardly by a third bead 14f extending vertically and the rear end side part is fixed to the dash panel 1.
図2〜図5に示すように、フロントサイドフレーム2は、鋳造によって成形されたアウタ部材10と、鋳造によって成形されたインナ部材20とにより2分割形成されている。
図4に示すように、アウタ部材10は、先端部分2aの右半部を構成する第1アウタ部分11(圧縮側部分)と、前側途中部分2bの右半部を構成する第2アウタ部分12と、後側途中部分2cの右半部を構成する第3アウタ部分13(引張側部分)と、基端部分2dの右半部を構成する第4アウタ部分14(圧縮側部分)とによって一体形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the front side frame 2 is divided into two parts by an outer member 10 formed by casting and an inner member 20 formed by casting.
As shown in FIG. 4, the outer member 10 includes a first outer portion 11 (compression side portion) constituting the right half portion of the tip portion 2 a and a second outer portion 12 constituting the right half portion of the front halfway portion 2 b. And the third outer portion 13 (tensile side portion) constituting the right half of the rear halfway portion 2c and the fourth outer portion 14 (compression side portion) constituting the right half of the base end portion 2d. Is formed.
第1アウタ部分11について説明する。
図2〜図4,図6,図7に示すように、第1アウタ部分11は、左右方向に略直交する面に沿った圧縮側壁部11aと、この圧縮側壁部11aから左方に延びる2つの縦仕切壁部11bと、圧縮側壁部11aの上端部から左方に延びる上端壁部11cと、圧縮側壁部11aの下端部から左方に延びる下端壁部11d等を一体的に備えている。
The first outer portion 11 will be described.
As shown in FIGS. 2 to 4, 6, and 7, the first outer portion 11 includes a compression side wall portion 11 a along a plane substantially orthogonal to the left-right direction, and 2 extending leftward from the compression side wall portion 11 a. One vertical partition wall portion 11b, an upper end wall portion 11c extending leftward from the upper end portion of the compression side wall portion 11a, a lower end wall portion 11d extending leftward from the lower end portion of the compression side wall portion 11a, and the like are integrally provided. .
圧縮側壁部11aは、所定厚さt、例えば2.5mmに形成されている。
圧縮側壁部11aは、3つの横仕切壁部11eと、第1ビード部11fを一体的に備えている。3つの横仕切壁部11eは、主閉断面C内を上下に隣り合い且つ前後方向に延びた4つの副閉断面cを形成している。これら4つの副閉断面cは、断面横長矩形状に形成され、縦横比が1未満に設定されている。
The compression side wall part 11a is formed in predetermined thickness t, for example, 2.5 mm.
The compression side wall part 11a is integrally provided with three horizontal partition wall parts 11e and a first bead part 11f. The three horizontal partition walls 11e form four sub closed cross sections c that are adjacent to each other in the main closed cross section C and extend in the front-rear direction. These four sub-closed cross sections c are formed in a cross-sectional horizontally long rectangular shape, and the aspect ratio is set to be less than 1.
3つの横仕切壁部11eは、所定厚さ、例えば2.0mmに夫々形成されている。
3つの横仕切壁部11eは、圧縮側壁部11aから夫々略水平状に左方に延びて上端壁部11cと下端壁部11dとの間を略均等な離隔幅bに区画している。
圧縮側壁部11aの厚さtと隣り合う横仕切壁部11eの離隔幅b(上下ピッチ)は、次式(1)を満たすように設定されている。
0.05≦t/b≦0.12 …(1)
The three horizontal partition walls 11e are each formed to a predetermined thickness, for example, 2.0 mm.
The three horizontal partition walls 11e extend from the compression side wall 11a to the left substantially horizontally and divide the upper end wall 11c and the lower end wall 11d into a substantially uniform separation width b.
The separation width b (vertical pitch) of the horizontal partition wall 11e adjacent to the thickness t of the compression side wall 11a is set so as to satisfy the following expression (1).
0.05 ≦ t / b ≦ 0.12 (1)
第1ビード部11fは、圧縮側壁部11aの上下方向に亙って前後方向に略直交するように形成されている。この第1ビード部11fは、主閉断面C側に凹入している。
EA効率はビード幅a(ビードの前後幅)が小さい程増加するため、生産性を考慮して本実施例ではビード幅aを1.6mmに設定している。
これにより、圧縮側壁部11aに対して前方から所定の圧縮荷重が作用したとき、圧縮側壁部11aは第1ビード部11fを起点として右側(車幅方向外側)に折れ変形を生じる。
The first bead part 11f is formed so as to be substantially orthogonal to the front-rear direction over the vertical direction of the compression side wall part 11a. The first bead portion 11f is recessed on the main closed section C side.
Since the EA efficiency increases as the bead width a (the front-rear width of the bead) decreases, the bead width a is set to 1.6 mm in this embodiment in consideration of productivity.
As a result, when a predetermined compressive load is applied to the compressed side wall portion 11a from the front, the compressed side wall portion 11a is bent to the right side (the vehicle width direction outer side) with the first bead portion 11f as a starting point.
図4,図6,図7に示すように、2つの縦仕切壁部11bは、主閉断面C内に前後方向に直交する面に沿うように夫々配設され、圧縮側壁部11aと一体形成されている。
前側の縦仕切壁部11bは、圧縮側壁部11aから左方に延び、後側の縦仕切壁部11bは、右端部が接合された第1ビード部11fから左方に延びている。
2つの縦仕切壁部11bの離隔幅L(前後ピッチ)は、EA効率の観点から、30〜50mmに設定されている。2つの縦仕切壁部11bにより、第1ビード部11fが折れ変形する際、上端壁部11cと下端壁部11dに生じる面外変形を抑制することができる。
尚、縦仕切壁部11bの離隔幅Lは、次式(2)によって設定することができる。
0.7×(a/2+b)≦L≦1.7×(a/2+b) …(2)
As shown in FIGS. 4, 6, and 7, the two vertical partition walls 11 b are disposed in the main closed section C so as to be along the plane orthogonal to the front-rear direction, and are integrally formed with the compression side wall 11 a. Has been.
The front vertical partition wall portion 11b extends to the left from the compression side wall portion 11a, and the rear vertical partition wall portion 11b extends to the left from the first bead portion 11f to which the right end portion is joined.
The separation width L (front / rear pitch) of the two vertical partition walls 11b is set to 30 to 50 mm from the viewpoint of EA efficiency. When the first bead portion 11f is bent and deformed by the two vertical partition wall portions 11b, out-of-plane deformation that occurs in the upper end wall portion 11c and the lower end wall portion 11d can be suppressed.
In addition, the separation width L of the vertical partition wall 11b can be set by the following equation (2).
0.7 × (a / 2 + b) ≦ L ≦ 1.7 × (a / 2 + b) (2)
上端壁部11cと下端壁部11dは、上フランジ部11gと下フランジ部11hを夫々備えている。上フランジ部11gは上端壁部11cの左端部から上方に延び、下フランジ部11hは下端壁部11dの左端部から下方に延びるように形成されている。 The upper end wall portion 11c and the lower end wall portion 11d include an upper flange portion 11g and a lower flange portion 11h, respectively. The upper flange portion 11g extends upward from the left end portion of the upper end wall portion 11c, and the lower flange portion 11h extends downward from the left end portion of the lower end wall portion 11d.
図2,図4に示すように、第2アウタ部分12は、断面略ハット状に形成され、左右方向に略直交する面に沿った右側壁部12aと、右側壁部12aの上端部から左方に延びる上端壁部12bと、右側壁部12aの下端部から左方に延びる下端壁部12c等を一体的に備えている。上端壁部12bと下端壁部12cは、上フランジ部12dと下フランジ部12eを夫々有し、上フランジ部12dは上端壁部12bの左端部から上方に延び、下フランジ部12eは下端壁部12cの左端部から下方に延びるように形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 4, the second outer portion 12 is formed in a substantially hat-shaped cross section, and is located on the right side wall portion 12 a along a plane substantially orthogonal to the left-right direction, and left from the upper end portion of the right side wall portion 12 a. And a lower end wall portion 12c extending leftward from a lower end portion of the right side wall portion 12a. The upper end wall portion 12b and the lower end wall portion 12c have an upper flange portion 12d and a lower flange portion 12e, respectively. The upper flange portion 12d extends upward from the left end portion of the upper end wall portion 12b, and the lower flange portion 12e is the lower end wall portion. It is formed to extend downward from the left end of 12c.
次に、第3アウタ部分13について説明する。
第3アウタ部分13は、左右方向に略直交する面に沿った引張側壁部13aによって構成されている。この引張側壁部13aは、所定厚さ、例えば3.0mmに形成されている。
図2,図4に示すように、この引張側壁部13aは、前後方向に延びる4つの係合部13bと、引張側壁部13aの上端部から上方に延びる上フランジ部13cと、引張側壁部13aの下端部から下方に延びる下フランジ部13dを一体的に備えている。
Next, the third outer portion 13 will be described.
The third outer portion 13 is constituted by a tensile side wall portion 13a along a surface substantially orthogonal to the left-right direction. This tension side wall part 13a is formed in predetermined thickness, for example, 3.0 mm.
As shown in FIGS. 2 and 4, the tensile side wall portion 13a includes four engaging portions 13b extending in the front-rear direction, an upper flange portion 13c extending upward from the upper end portion of the tensile side wall portion 13a, and the tensile side wall portion 13a. The lower flange part 13d extended downward from the lower end part of this is integrally provided.
図8に示すように、4つの係合部13bは、上下1対の係合リブ13eと、それら係合リブ13eの間に形成された係合溝13fとを夫々有している。
これら係合リブ13eは、引張側壁部13aから主閉断面C内(左方)へ所定幅、例えば10mm突出している。この係合リブ13eの突出幅Hは、EA効率の観点から、5〜15mmの範囲で設定されている。
As shown in FIG. 8, each of the four engaging portions 13b has a pair of upper and lower engaging ribs 13e and an engaging groove 13f formed between the engaging ribs 13e.
These engagement ribs 13e protrude from the tension side wall part 13a into the main closed section C (left side) by a predetermined width, for example, 10 mm. The protrusion width H of the engagement rib 13e is set in the range of 5 to 15 mm from the viewpoint of EA efficiency.
図2,図4に示すように、第4アウタ部分14は、圧縮側壁部14aと、3つの縦仕切壁部14bと、上フランジ部14gを有する上端壁部14cと、下フランジ部14hを有する下端壁部14d等を一体的に備えている。圧縮側壁部14aは、2つの横仕切壁部14eと、主閉断面C側に凹入した第3ビード部14fを一体的に備えている。
圧縮側壁部14aの厚さtと隣り合う横仕切壁部14eの離隔幅bは、式(1)を満たすように設定され、3つの縦仕切壁部14bの離隔幅Lは、30〜50mmに設定されている。これにより、圧縮側壁部14aに対して前方から所定の圧縮荷重が作用したとき、圧縮側壁部14aは第3ビード部14fを起点として右側に折れ変形を生じる。
第4アウタ部分14は、縦仕切壁部14b及び横仕切壁部14eの個数を除き第1アウタ部分11と略同様に構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the fourth outer portion 14 includes a compression side wall portion 14a, three vertical partition wall portions 14b, an upper end wall portion 14c having an upper flange portion 14g, and a lower flange portion 14h. The lower end wall portion 14d and the like are integrally provided. The compression side wall part 14a is integrally provided with two horizontal partition wall parts 14e and a third bead part 14f recessed into the main closed section C side.
The separation width b of the lateral partition wall portion 14e adjacent to the thickness t of the compression side wall portion 14a is set so as to satisfy the formula (1), and the separation width L of the three vertical partition wall portions 14b is 30 to 50 mm. Is set. As a result, when a predetermined compressive load is applied to the compressed side wall portion 14a from the front, the compressed side wall portion 14a is bent to the right from the third bead portion 14f as a starting point.
The fourth outer portion 14 is configured in substantially the same manner as the first outer portion 11 except for the number of vertical partition wall portions 14b and horizontal partition wall portions 14e.
次に、インナ部材20について説明する。
図2,図5に示すように、インナ部材20は、先端部分2aの左半部を構成する第1インナ部分21(引張側部分)と、前側途中部分2bの左半部を構成する第2インナ部分22と、後側途中部分2cの左半部を構成する第3インナ部分23(圧縮側部分)と、基端部分2dの左半部を構成する第4インナ部分24(引張側部分)とによって一体形成されている。
Next, the inner member 20 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 5, the inner member 20 includes a first inner portion 21 (tensile side portion) that constitutes the left half portion of the tip portion 2a and a second half portion that constitutes the left half portion of the front halfway portion 2b. Inner portion 22, third inner portion 23 (compression side portion) constituting the left half of rear halfway portion 2 c, and fourth inner portion 24 (tensile side portion) constituting the left half of proximal end portion 2 d And are integrally formed.
第1インナ部分21について説明する。
第1インナ部分21は、左右方向に略直交する面に沿った引張側壁部21aによって構成されている。この引張側壁部21aは、所定厚さ、例えば3.0mmに形成されている。この引張側壁部21aは、前後方向に延びる3つの係合部21bと、引張側壁部21aの上端部から上方に延びる上フランジ部21cと、引張側壁部21aの下端部から下方に延びる下フランジ部21dを一体的に備えている。
The first inner portion 21 will be described.
The 1st inner part 21 is comprised by the tension | pulling side wall part 21a along the surface substantially orthogonal to the left-right direction. This tension side wall part 21a is formed in predetermined thickness, for example, 3.0 mm. The tensile side wall portion 21a includes three engaging portions 21b extending in the front-rear direction, an upper flange portion 21c extending upward from the upper end portion of the tensile side wall portion 21a, and a lower flange portion extending downward from the lower end portion of the tensile side wall portion 21a. 21d is integrally provided.
図3に示すように、3つの係合部21bは、3つの横仕切壁部11eの左端部と夫々係合可能に構成されている。これら係合部21bは、上下1対の係合リブ21eと、これら1対の係合リブ21eの間に形成された係合溝21fを有している。第1インナ部分21は、係合部21bの個数を除き第3アウタ部分13と略同様に構成されている。
上フランジ部21cと上フランジ部11gを接合すると共に下フランジ部21dと下フランジ部11hを接合することにより、4つの副閉断面cで構成された主閉断面Cを有する先端部分2aが形成される。これにより、横仕切壁部11eの左端部と係合部21bとが係合し、引張側壁部21aの右面部と縦仕切壁部11bの左端部とが当接或いは僅かな間隔を介して対向している。
As shown in FIG. 3, the three engaging portions 21b are configured to be engageable with the left end portions of the three horizontal partition wall portions 11e, respectively. The engaging portions 21b have a pair of upper and lower engaging ribs 21e and an engaging groove 21f formed between the pair of engaging ribs 21e. The first inner portion 21 is configured in substantially the same manner as the third outer portion 13 except for the number of engaging portions 21b.
By joining the upper flange portion 21c and the upper flange portion 11g and joining the lower flange portion 21d and the lower flange portion 11h, a tip portion 2a having a main closed cross section C constituted by four sub closed cross sections c is formed. The Thereby, the left end part of the horizontal partition wall part 11e and the engaging part 21b are engaged, and the right surface part of the tensile side wall part 21a and the left end part of the vertical partition wall part 11b are opposed to each other with a slight gap therebetween. doing.
第2インナ部分22は、左側壁部22aによって構成されている。
左側壁部22aは、上端部から上方に延びる上フランジ部22bと、下端部から下方に延びる下フランジ部22cを備えている。
図2,図4,図5に示すように、上フランジ部22bと上フランジ部12dを接合すると共に下フランジ部22cと下フランジ部12eを接合することにより、マウント取付レイン8が配設された主閉断面Cを備えた前側途中部分2bが形成される。
The 2nd inner part 22 is comprised by the left side wall part 22a.
The left side wall portion 22a includes an upper flange portion 22b extending upward from the upper end portion and a lower flange portion 22c extending downward from the lower end portion.
As shown in FIGS. 2, 4 and 5, the mount mounting rain 8 is disposed by joining the upper flange portion 22b and the upper flange portion 12d and joining the lower flange portion 22c and the lower flange portion 12e. A front halfway portion 2b having a main closed section C is formed.
次に、第3インナ部分23について説明する。
図2,図5に示すように、第3インナ部分23は、圧縮側壁部23aと、3つの縦仕切壁部23bと、上フランジ部23gを有する上端壁部23cと、下フランジ部23hを有する下端壁部23d等を一体的に備えている。圧縮側壁部23aは、4つの横仕切壁部14eと、主閉断面C側に凹入した第2ビード部23fを一体的に備えている。
圧縮側壁部23aの厚さtと隣り合う横仕切壁部23eの離隔幅bは、式(1)を満たすように設定され、3つの縦仕切壁部23bの離隔幅Lは、30〜50mmに設定されている。これにより、圧縮側壁部23aに対して前方から所定の圧縮荷重が作用したとき、圧縮側壁部23aは第2ビード部23fを起点として左側(車幅方向内側)に折れ変形を生じる。第3インナ部分23は、縦仕切壁部23b及び横仕切壁部23eの個数を除き第1アウタ部分11(第4アウタ部分14)と略同様に構成されている。
Next, the third inner portion 23 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 5, the third inner portion 23 includes a compression side wall portion 23a, three vertical partition wall portions 23b, an upper end wall portion 23c having an upper flange portion 23g, and a lower flange portion 23h. A lower end wall 23d and the like are integrally provided. The compression side wall part 23a is integrally provided with four horizontal partition wall parts 14e and a second bead part 23f recessed into the main closed section C side.
The separation width b of the horizontal partition wall portion 23e adjacent to the thickness t of the compression side wall portion 23a is set so as to satisfy the formula (1), and the separation width L of the three vertical partition wall portions 23b is set to 30 to 50 mm. Is set. As a result, when a predetermined compressive load is applied to the compressed side wall portion 23a from the front, the compressed side wall portion 23a is bent to the left (inward in the vehicle width direction) starting from the second bead portion 23f. The third inner portion 23 is configured in substantially the same manner as the first outer portion 11 (fourth outer portion 14) except for the number of vertical partition wall portions 23b and horizontal partition wall portions 23e.
上フランジ部23gと上フランジ部13cを接合すると共に下フランジ部23hと下フランジ部13dを接合することにより、5つの副閉断面cで構成された主閉断面Cを有する後側途中部分2cが形成される。これにより、横仕切壁部23eの右端部と係合部13bとが係合し、引張側壁部13aの左面部と縦仕切壁部23bの右端部とが当接或いは僅かな間隔を介して対向している。 By joining the upper flange portion 23g and the upper flange portion 13c and joining the lower flange portion 23h and the lower flange portion 13d, a rear intermediate portion 2c having a main closed section C composed of five sub closed sections c is obtained. It is formed. As a result, the right end portion of the horizontal partition wall portion 23e and the engaging portion 13b are engaged, and the left surface portion of the tensile side wall portion 13a and the right end portion of the vertical partition wall portion 23b are in contact with each other with a slight gap therebetween. doing.
第4インナ部分24は、左右方向に略直交する面に沿った引張側壁部24aによって構成されている。この引張側壁部24aは、所定厚さ、例えば3.0mmに形成されている。この引張側壁部24aは、前後方向に延びる2つの係合部24bと、引張側壁部24aの上端部から上方に延びる上フランジ部24cと、引張側壁部24aの下端部から下方に延びる下フランジ部24dを一体的に備えている。 The 4th inner part 24 is comprised by the tension | pulling side wall part 24a along the surface substantially orthogonal to the left-right direction. This tension side wall part 24a is formed in predetermined thickness, for example, 3.0 mm. The tensile side wall portion 24a includes two engaging portions 24b extending in the front-rear direction, an upper flange portion 24c extending upward from the upper end portion of the tensile side wall portion 24a, and a lower flange portion extending downward from the lower end portion of the tensile side wall portion 24a. 24d is integrally provided.
2つの係合部24bは、2つの横仕切壁部14eの左端部と夫々係合可能に構成されている。これら係合部24bは、上下1対の係合リブ24eと、これら1対の係合リブ24eの間に形成された係合溝24fを有している。第4インナ部分24は、係合部24bの個数を除き第3アウタ部分13(第1インナ部分21)と略同様に構成されている。
上フランジ部24cと上フランジ部14gを接合すると共に下フランジ部24dと下フランジ部14hを接合することにより、3つの副閉断面cで構成された主閉断面Cを有する基端部分2dが形成される。これにより、横仕切壁部14eの左端部と係合部24bとが係合し、引張側壁部24aの右面部と縦仕切壁部14bの左端部とが当接或いは僅かな間隔を介して対向している。
The two engaging portions 24b are configured to be engageable with the left end portions of the two horizontal partition wall portions 14e, respectively. These engagement portions 24b have a pair of upper and lower engagement ribs 24e and an engagement groove 24f formed between the pair of engagement ribs 24e. The fourth inner portion 24 is configured in substantially the same manner as the third outer portion 13 (first inner portion 21) except for the number of engaging portions 24b.
By joining the upper flange portion 24c and the upper flange portion 14g and joining the lower flange portion 24d and the lower flange portion 14h, a base end portion 2d having a main closed cross section C formed by three sub closed cross sections c is formed. Is done. Thereby, the left end part of the horizontal partition wall part 14e and the engaging part 24b are engaged, and the right surface part of the tensile side wall part 24a and the left end part of the vertical partition wall part 14b are opposed to each other with a slight gap therebetween. doing.
次に、図9,図10の模式図に基づき、車両Vが前面衝撃荷重を受けたときの変形挙動について説明する。
図9の模式図において、Fはフロントサイドフレームとクラッシュボックスとからなるフロントフレーム体、Dはダッシュパネル、Mは連結補強メンバ、Iはダッシュロアクロスとトンネル部に設けたメンバ部材とからなる内側荷重伝達体、Uは上部連結メンバ、Q(ハッチング領域)はマウント取付レイン、R(ハッチング領域)はサブフレーム取付ブラケット、Tはフロントタイヤを夫々示している。
Next, the deformation behavior when the vehicle V receives a front impact load will be described based on the schematic diagrams of FIGS. 9 and 10.
In the schematic diagram of FIG. 9, F is a front frame body composed of a front side frame and a crash box, D is a dash panel, M is a connection reinforcing member, I is an inner side composed of a dash lower cross and a member member provided in the tunnel portion. A load transmission body, U is an upper connecting member, Q (hatching area) is a mount mounting rain, R (hatching area) is a subframe mounting bracket, and T is a front tire.
また、フロントフレーム体Fには、変形後の位置関係が容易に分かるように、便宜上、前後方向に略直線状に延びる複数のポイントを設定している。
第1ポイントP1はクラッシュカン6の前端位置、第2ポイントP2はフロントサイドフレーム2の前端位置、第3ポイントP3は第1ビード部11fの形成位置、第4ポイントP4はマウント取付レイン8の後端位置、第5ポイントP5は第2ビード部23fの形成位置、第6ポイントP6は第3ビード部14fの形成位置を夫々示している。
In addition, on the front frame body F, a plurality of points extending substantially linearly in the front-rear direction are set for convenience so that the positional relationship after deformation can be easily understood.
The first point P 1 is the front end position of the crash can 6, the second point P 2 is the front end position of the front side frame 2, the third point P 3 is the position where the first bead portion 11 f is formed, and the fourth point P 4 is after the mount attachment rain 8. The end position, the fifth point P5 indicates the formation position of the second bead portion 23f, and the sixth point P6 indicates the formation position of the third bead portion 14f.
荷重Zが作用すると、フロントフレーム体Fは、圧縮変形と車幅方向の折れ変形を積極的に生じさせて衝撃エネルギを吸収する。
図10に示すように、衝突体がフロントフレーム体Fに衝突すると、フロントフレーム体Fの第1ポイントP1から第2ポイントP2までの領域及び第2ポイントP2の後側近傍領域に軸圧縮変形が生じる。
第3ポイントP3では、第1ビード部11fによって車幅方向外側へ折れ変形(外折れ変形)が発生する。第3ポイントP3から第4ポイントP4の間では、マウント取付レインQ等が存在して変形を生じさせることができないため、第2ポイントP2と第3ポイントP3との間で一旦車幅方向内側に折れ変形(内折れ変形)を生じさせ、第3ポイントP3で車幅方向外側へ折れ変形をさせるようにしている。
When the load Z is applied, the front frame body F actively absorbs impact energy by causing compression deformation and bending deformation in the vehicle width direction.
As shown in FIG. 10, when the collision body collides with the front frame body F, axial compression deformation occurs in the area from the first point P1 to the second point P2 of the front frame body F and the rear vicinity area of the second point P2. Arise.
At the third point P3, the first bead portion 11f causes bending deformation (outward bending deformation) to the outside in the vehicle width direction. Between the third point P3 and the fourth point P4, there is a mount attachment rain Q or the like and deformation cannot be caused. Therefore, once between the second point P2 and the third point P3, the vehicle width direction is once inside. Bending deformation (inward bending deformation) is generated, and bending deformation is performed outward in the vehicle width direction at the third point P3.
第5ポイントP5では、第2ビード部23fによって車幅方向内側へ折れ変形(内折れ変形)が発生する。第5ポイントP5の後側近傍領域では、サブフレーム取付ブラケットRでサブフレームを取り付け固定し、その後方位置で荷重分散するためにフレーム剛性を高めているから、車幅方向内方側への折れ変形が促進される。第6ポイントP6では、第3ビード部14fによって車幅方向外側へ折れ変形が発生する。
以上のように、第3ポイントP3と第6ポイントP6では、車幅方向外側への折れ変形を生じさせ、第5ポイントP5では、車幅方向内側への折れ変形を生じさせることにより、十分に高いEA効率を確保している。
At the fifth point P5, the second bead portion 23f causes bending deformation (inward bending deformation) inward in the vehicle width direction. In the vicinity of the rear side of the fifth point P5, the subframe is mounted and fixed by the subframe mounting bracket R, and the frame rigidity is increased in order to distribute the load at the rear position thereof. Deformation is promoted. At the sixth point P6, the third bead portion 14f is bent outwardly in the vehicle width direction.
As described above, the third point P3 and the sixth point P6 are sufficiently deformed by bending outward in the vehicle width direction, and the fifth point P5 is sufficiently deformed by bending inward in the vehicle width direction. High EA efficiency is secured.
次に、本実施例の車両用フレーム構造における作用、効果を説明する。
まず、圧縮側壁部11a(14a,23a)の厚さtと隣り合う横仕切壁部11e(14e,23e)の離隔幅bとEA効率との相関関係を検証する。
複数の副閉断面cによって構成された主閉断面Cを有するフロントサイドフレーム2は、単一矩形断面(副閉断面c)フレームの集合体と見做すことができる。即ち、矩形断面フレーム単独のEA効率を検証することで、フロントサイドフレーム2のEA効率を評価することができる。そこで、単一矩形断面の圧縮曲げモデルを準備し、CAE(Computer Aided Engineering)による第1の解析を行った。
Next, functions and effects of the vehicle frame structure of the present embodiment will be described.
First, the correlation between the thickness t of the compressed side wall portion 11a (14a, 23a) and the separation width b of the adjacent horizontal partition wall portion 11e (14e, 23e) and the EA efficiency is verified.
The front side frame 2 having a main closed cross section C constituted by a plurality of sub closed cross sections c can be regarded as an assembly of a single rectangular cross section (sub closed cross section c) frame. That is, the EA efficiency of the front side frame 2 can be evaluated by verifying the EA efficiency of the rectangular section frame alone. Therefore, a compression bending model having a single rectangular cross section was prepared, and a first analysis by CAE (Computer Aided Engineering) was performed.
第1のCAE解析の前提条件を説明する。
高延性で破断しないと仮定された5000系アルミ合金材料の材料特性を備えた圧縮曲げモデルを準備し、モデルの支持可能な荷重とモデルが変形するストロークとの相関関係(FS特性)に基づき座屈モードと荷重特性を検証した(図14,図15参照)。
圧縮曲げモデルは、断面(上下)高さを50(mm)に固定して、離隔幅bと見做した断面(左右)幅dを20、25、30、40、50、75(mm)、板厚tを1.0、2.5、3.0、3.5(mm)に変更した長尺状のモデルA11〜A64を使用した。
尚、判定する座屈モードは、アルミ合金材料の降伏点前の弾性領域で圧縮曲げモデルが座屈する弾性座屈モード、降伏点後の塑性領域で圧縮曲げモデルが座屈する塑性座屈モード、圧縮曲げモデルが座屈を生じることなく全塑性曲げモーメントが生じる完全弾塑性モードに分類した。
The preconditions for the first CAE analysis will be described.
A compression bending model with material properties of a 5000 series aluminum alloy material assumed to be high ductility and not to break is prepared, and the seat is based on the correlation (FS characteristics) between the load that can be supported by the model and the stroke at which the model is deformed. The bending mode and load characteristics were verified (see FIGS. 14 and 15).
In the compression bending model, the cross-section (vertical) height is fixed to 50 (mm), and the cross-section (left-right) width d regarded as the separation width b is 20, 25, 30, 40, 50, 75 (mm), Long model A11-A64 which changed board thickness t into 1.0, 2.5, 3.0, 3.5 (mm) was used.
The buckling modes to be judged are the elastic buckling mode in which the compression bending model buckles in the elastic region before the yield point of the aluminum alloy material, the plastic buckling mode in which the compression bending model buckles in the plastic region after the yield point, compression The bending model was classified into a fully elastic-plastic mode where all plastic bending moments occur without buckling.
図11に、CAEによる解析結果を示す。
モデルA11〜A64のFS特性を示す各々のグラフの縦軸は荷重(kN)、横軸はストローク(mm)である。
図11に示すように、t/dが0.040以下のモデルA21,A31,A41,A51,A61〜A63は、荷重が急激に落ち込む弾性座屈モードを生じるため、材料の保有する性能を有効に活用できていない。t/dが0.047であるモデルA64は、塑性座屈モードであるものの、座屈による荷重の落ち込みが大きく、EA(Energy Absorption)効率に問題がある。これにより、t/dが0.05以上のとき、材料の保有する性能を有効に活用でき、塑性座屈モードで圧縮曲げを実行できることが分かる。
尚、モデルA11は、t/dが0.050であるものの、弾性領域で複数箇所が座屈する弾性多段座屈モードが生じることから、弾性座屈モード、塑性座屈モード、完全弾塑性モードの何れにも属さないため、今回の分類から除外している。
FIG. 11 shows the analysis result by CAE.
The vertical axis of each graph showing the FS characteristics of the models A11 to A64 is the load (kN), and the horizontal axis is the stroke (mm).
As shown in FIG. 11, the models A21, A31, A41, A51, A61 to A63 having t / d of 0.040 or less generate an elastic buckling mode in which the load drops suddenly, so that the performance possessed by the material is effective. It has not been used for. Although the model A64 with t / d of 0.047 is a plastic buckling mode, the load drop due to buckling is large, and there is a problem in EA (Energy Absorption) efficiency. Thereby, when t / d is 0.05 or more, it turns out that the performance which a material has can be used effectively, and compression bending can be performed in plastic buckling mode.
Although the model A11 has an elastic multi-stage buckling mode in which a plurality of points buckle in the elastic region, although t / d is 0.050, the elastic buckling mode, the plastic buckling mode, and the fully elastic-plastic mode Since it does not belong to any of the categories, it is excluded from this classification.
t/dが0.088であるモデルA44のとき、座屈を生じることなく、完全弾塑性モードの圧縮曲げを実行することができ、t/dが0.120であるモデルA23のとき、FS特性の荷重が略フラットな完全弾塑性モードの圧縮曲げを実行することができる。
これにより、t/dが0.088以上のとき、材料性能を活用しつつ座屈の発生を回避することができ、t/dが0.120を超えたとき、EA効率が飽和することが分かる。
従って、t/dが0.05以上で且つ0.12以下のとき、弾性座屈の発生を回避して高いEA質量効率(単位質量当たりのEA効率)を確保することができる。
また、t/dが0.088以上で且つ0.12以下のとき、完全弾塑性モードを実行でき、更に高いEA質量効率を確保することができる。
When the model A44 has a t / d of 0.088, it is possible to perform compression bending in a completely elastic-plastic mode without causing buckling. When the model A23 has a t / d of 0.120, the FS It is possible to carry out a fully elastic-plastic mode compression bending with a substantially flat characteristic load.
Thereby, when t / d is 0.088 or more, occurrence of buckling can be avoided while utilizing material performance, and when t / d exceeds 0.120, EA efficiency can be saturated. I understand.
Therefore, when t / d is 0.05 or more and 0.12 or less, the occurrence of elastic buckling can be avoided and high EA mass efficiency (EA efficiency per unit mass) can be ensured.
Further, when t / d is 0.088 or more and 0.12 or less, the complete elastic-plastic mode can be executed, and higher EA mass efficiency can be secured.
次に、横仕切壁部とEA効率との相関関係を検証するにあたり、矩形断面の圧縮曲げモデルを準備し、CAEによる第2の解析を行った。
第2のCAE解析の前提条件を説明する。
第1のCAE解析と同様に、5000系アルミ合金材料の材料特性を備えた長尺状圧縮曲げモデルX1〜X6を準備し、各モデルのFS特性に基づき荷重特性を検証した。
Next, in order to verify the correlation between the horizontal partition wall and the EA efficiency, a compression bending model having a rectangular cross section was prepared, and a second analysis by CAE was performed.
The preconditions for the second CAE analysis will be described.
Similar to the first CAE analysis, long compression bending models X1 to X6 having material characteristics of a 5000 series aluminum alloy material were prepared, and load characteristics were verified based on the FS characteristics of each model.
圧縮曲げモデルは、1つの横仕切壁部が引張・圧縮両壁部に接合されたX1(t/d=0.06)、2つの横仕切壁部が引張・圧縮両壁部に接合されたX2(t/d=0.09)、3つの横仕切壁部が引張・圧縮両壁部に接合されたX3(t/d=0.12)、4つの横仕切壁部が引張・圧縮両壁部に接合されたX4(t/d=0.15)、及び圧縮側壁部から延びる3つの横仕切壁部が引張側壁部に形成された係合部(係合リブ突出幅H:10mm)に係合したX5、引張側壁部から延びる3つの横仕切壁部が圧縮側壁部形成された係合部(係合リブ突出幅H:10mm)に係合したX6を使用した。 The compression bending model has X1 (t / d = 0.06) in which one horizontal partition wall is bonded to both the tension and compression wall portions, and two horizontal partition walls are bonded to both the tension and compression wall portions. X2 (t / d = 0.09) X3 (t / d = 0.12) in which three horizontal partition walls are joined to both tensile and compressive wall parts, and four horizontal partition walls are both tensile and compressive X4 (t / d = 0.15) joined to the wall part, and an engagement part (engagement rib protrusion width H: 10 mm) formed on the tension side wall part by three lateral partition walls extending from the compression side wall part X5 engaged with X3, and X6 engaged with an engagement portion (engagement rib protrusion width H: 10 mm) in which three lateral partition wall portions extending from the tensile side wall portion were formed with compression side wall portions were used.
図12に、CAEによる解析結果を示す。
モデルX1〜X4の解析結果から、4つの横仕切壁部を備えたモデルX4のEAが最も高いものの、質量を考慮すると、3つの横仕切壁部を備えたモデルX3が最もEA質量効率が高いことが分かる。また、モデルX5,X6の解析結果から、引張側壁部に係合部を形成したモデルX5のEA質量効率は圧縮側壁部に係合部を形成したモデルX6のEA質量効率の約1.3倍であることが分かる。尚、FS特性の縦軸は荷重(kN)、横軸はストローク(mm)である。
モデルX5は、曲げ変形が進行する程、横仕切壁部が引張側壁部に押し付けられるため、横仕切壁部がモデル全体の強度向上に貢献している。一方、モデルX6は、曲げ変形に伴って横仕切壁部が圧縮側壁部から離隔するため、曲げ変形が進行した際、横仕切壁部と係合部との係合が解除され、横仕切壁部がモデルの強度向上に寄与していないことがEA効率低下の理由である。更に、引張側壁部に係合リブを形成することにより、引張側壁部自体の引張強度を向上することができる。
FIG. 12 shows the analysis result by CAE.
From the analysis results of the models X1 to X4, although the EA of the model X4 having the four horizontal partition walls is the highest, the model X3 having the three horizontal partition walls has the highest EA mass efficiency, considering the mass. I understand that. Further, from the analysis results of models X5 and X6, the EA mass efficiency of model X5 in which the engagement portion is formed on the tensile side wall is about 1.3 times the EA mass efficiency of model X6 in which the engagement portion is formed on the compression side wall. It turns out that it is. The vertical axis of the FS characteristic is the load (kN), and the horizontal axis is the stroke (mm).
In the model X5, as the bending deformation progresses, the horizontal partition wall portion is pressed against the tensile side wall portion, so that the horizontal partition wall portion contributes to the improvement of the strength of the entire model. On the other hand, in the model X6, since the horizontal partition wall part is separated from the compression side wall part due to bending deformation, when the bending deformation proceeds, the engagement between the horizontal partition wall part and the engaging part is released, and the horizontal partition wall is released. The reason that the portion does not contribute to the improvement of the strength of the model is the reason for the decrease in EA efficiency. Furthermore, the tensile strength of the tension side wall portion itself can be improved by forming the engagement rib on the tension side wall portion.
次に、ビードとEA効率との相関関係、縦仕切壁部とEA効率との相関関係及び係合リブの突出幅とEA効率との相関関係を検証するにあたり、矩形断面の圧縮曲げモデルを準備し、CAEによる第3の解析を行った。
第3のCAE解析の前提条件を説明する。
第1のCAE解析と同様に、5000系アルミ合金材料の材料特性を備えた長尺状圧縮曲げモデルY1〜Y11を準備し、各モデルのFS特性に基づき荷重特性を検証した。
Next, in order to verify the correlation between the bead and the EA efficiency, the correlation between the vertical partition wall and the EA efficiency, and the correlation between the protrusion width of the engagement rib and the EA efficiency, a compression bending model having a rectangular cross section is prepared. The third analysis by CAE was performed.
The preconditions for the third CAE analysis will be described.
Similar to the first CAE analysis, long compression bending models Y1 to Y11 having material characteristics of 5000 series aluminum alloy materials were prepared, and the load characteristics were verified based on the FS characteristics of each model.
全ての圧縮曲げモデルY1〜Y11には、圧縮側壁部(厚さ2.5mm)から引張側壁部(厚さ3.0mm)方向に延びて上下に隣り合う4つの副閉断面を形成する3つの横仕切壁部(厚さ2.0mm)と、これら3つの横仕切壁部に夫々係合可能な3つの係合部と、圧縮側壁部に主閉断面側へ凹入した上下方向に延びる幅16mmの折れ変形用のビードが設けられている。モデルY1,Y2は、横仕切壁部に係合可能な突出幅10mmの係合リブが形成されている。モデルY1は縦仕切壁部が省略され、モデルY2は圧縮側壁部にビードに接合された単一の縦仕切壁部が形成されている。尚、以下、縦仕切壁部は、モデルの長手方向に直交する面に沿うように形成され、圧縮側壁部と上端壁部と下端壁部とに一体形成されている。 In all the compression bending models Y1 to Y11, three sub-sections that extend in the direction from the compression side wall (thickness 2.5 mm) to the tension side wall (thickness 3.0 mm) and that are adjacent to each other in the vertical direction are three. Horizontal partition wall (thickness: 2.0 mm), three engagement parts that can be engaged with these three horizontal partition walls, respectively, and a vertically extending width recessed into the main closed cross section of the compression side wall A bead for bending deformation of 16 mm is provided. In the models Y1 and Y2, engagement ribs having a protruding width of 10 mm that can be engaged with the horizontal partition wall are formed. The model Y1 has a vertical partition wall portion omitted, and the model Y2 has a single vertical partition wall portion joined to a bead on the compression side wall portion. In the following description, the vertical partition wall portion is formed along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the model, and is integrally formed with the compression side wall portion, the upper end wall portion, and the lower end wall portion.
モデルY3〜Y7は、横仕切壁部に係合可能な突出幅10mmの係合リブが形成され、圧縮側壁部にビードに接合された中間縦仕切壁部とその中間縦仕切壁部を間に挟む1対の左右縦仕切壁部との計3つの縦仕切壁部を備えている。
モデルY3は隣り合う各縦仕切壁部間の間隔が夫々20mm、モデルY4は隣り合う各縦仕切壁部間の間隔が夫々30mm、モデルY5は隣り合う各縦仕切壁部間の間隔が夫々40mm、モデルY6は隣り合う各縦仕切壁部間の間隔が夫々50mm、モデルY7は隣り合う各縦仕切壁部間の間隔が夫々60mmに夫々設定されている。
モデルY8〜Y11は、隣り合う縦仕切壁部間の間隔が夫々30mmに設定されている。
モデルY8は突出幅Hが3mmの係合リブ、モデルY9は突出幅Hが5mmの係合リブ、モデルY10は突出幅Hが15mmの係合リブ、モデルY11は突出幅Hが20mmの係合リブが夫々形成されている。
Models Y3 to Y7 have an engagement rib with a protruding width of 10 mm that can be engaged with the horizontal partition wall, and the intermediate vertical partition wall joined to the bead on the compression side wall and the intermediate vertical partition wall between Three vertical partition walls, including a pair of left and right vertical partition walls sandwiched, are provided.
Model Y3 has an interval between adjacent vertical partition walls of 20 mm, model Y4 has an interval between adjacent vertical partition walls of 30 mm, and model Y5 has an interval of 40 mm between adjacent vertical partition walls. In the model Y6, the interval between the adjacent vertical partition walls is set to 50 mm, and in the model Y7, the interval between the adjacent vertical partition walls is set to 60 mm.
In the models Y8 to Y11, the interval between adjacent vertical partition walls is set to 30 mm.
Model Y8 is an engagement rib with a protrusion width H of 3 mm, Model Y9 is an engagement rib with a protrusion width H of 5 mm, Model Y10 is an engagement rib with a protrusion width H of 15 mm, and Model Y11 is an engagement rib with a protrusion width H of 20 mm. Each rib is formed.
図13(a),図13(b)に、CAEによる解析結果を示す。尚、FS特性の縦軸は荷重(kN)、横軸はストローク(mm)である。
モデルY1,Y2の解析結果から、縦仕切壁部を形成したモデルY2のEA質量効率は縦仕切壁部を省略したモデルY1のEA質量効率よりも高いことが分かる。
これは、ビードを起点とした折れ変形が発生する際、縦仕切壁部が上端壁部と下端壁部夫々に連結されていることにより面外変形を抑制しているためである。
また、モデルY2のFS特性には、一旦落ち込んだ荷重が再度上昇する立上り部が観察された。これは、ビードを起点とした折れ変形が発生する際、崩壊した縦仕切壁部が圧縮側壁部と引張側壁部との間に介在してビードに対応した位置の断面崩れを抑制しているためである。
FIG. 13A and FIG. 13B show the analysis results by CAE. The vertical axis of the FS characteristic is the load (kN), and the horizontal axis is the stroke (mm).
From the analysis results of the models Y1 and Y2, it can be seen that the EA mass efficiency of the model Y2 in which the vertical partition wall portion is formed is higher than the EA mass efficiency of the model Y1 in which the vertical partition wall portion is omitted.
This is because, when the bending deformation occurs starting from the bead, the vertical partition wall portion is connected to each of the upper end wall portion and the lower end wall portion, thereby suppressing the out-of-plane deformation.
Further, in the FS characteristic of model Y2, a rising portion where the load once dropped again rises was observed. This is because, when bending deformation occurs starting from the bead, the collapsed vertical partition wall part is interposed between the compression side wall part and the tension side wall part to suppress the cross-sectional collapse at the position corresponding to the bead. It is.
モデルY3〜Y7の解析結果から、縦仕切壁部間の間隔が30〜50mmであるモデルY4〜Y6のEA質量効率が2400(kJ/kg)よりも高く、この範囲以外のモデルY3,Y7のEA質量効率よりも高くなることが分かる。特に、縦仕切壁部間の間隔が30mmのモデルY4のEA質量効率が最も高い値を示している。
これは、変形の起点となるビードに対応した位置に近過ぎ或いは遠過ぎても、縦仕切壁部による面外変形抑制の寄与率が低下するためである。
From the analysis results of the models Y3 to Y7, the EA mass efficiency of the models Y4 to Y6, in which the interval between the vertical partition walls is 30 to 50 mm, is higher than 2400 (kJ / kg). It can be seen that it is higher than the EA mass efficiency. In particular, the EA mass efficiency of the model Y4 having a distance of 30 mm between the vertical partition walls is the highest.
This is because the contribution rate of suppressing out-of-plane deformation by the vertical partition wall portion is reduced even if the position is too close or too far from the position corresponding to the bead that is the starting point of deformation.
モデルY4,Y8〜Y11の解析結果から、係合リブの突出幅Hが5〜15mmであるモデルY4,Y9,Y10は、平均荷重が19.8kNより高く且つEA質量効率が2500(kJ/kg)よりも高いことが分かる。
係合リブの突出幅Hが小さい程、EA質量効率は高くなるものの、横仕切壁部と係合部の係合が解除されて横仕切壁部がモデルの強度向上に寄与しない虞があり、突出幅Hが10mmを超えると湯回り等から型設計が難しく生産性が低下する虞がある。
From the analysis results of the models Y4, Y8 to Y11, the models Y4, Y9 and Y10 in which the protrusion width H of the engagement rib is 5 to 15 mm have an average load higher than 19.8 kN and an EA mass efficiency of 2500 (kJ / kg). ) Is higher than
Although the EA mass efficiency becomes higher as the protrusion width H of the engagement rib is smaller, there is a possibility that the engagement between the horizontal partition wall portion and the engagement portion is released and the horizontal partition wall portion does not contribute to the improvement in the strength of the model. If the protrusion width H exceeds 10 mm, mold design is difficult due to the hot water and the like, and productivity may be reduced.
本車両用フレーム構造によれば、アルミ合金製フロントサイドフレーム2において、第1アウタ部分11(第3インナ部分23、第4アウタ部分14)が、圧縮側壁部11a(23a,14a)から引張側壁部21a(13a,24a)方向に延びると共に主閉断面C内に上下方向に隣り合う複数の副閉断面cを形成するように配設された複数の横仕切壁部11e(23e,14e)を備えているため、副閉断面cの縦横比を1以下に調整することができ、上下幅短縮に伴う圧縮側壁部11a(23a,14a)の弾性座屈周期の短縮化によって弾性座屈を抑制することができ、フロントサイドフレーム2の許容限界荷重を増加することができる。また、第1インナ部分21(第3アウタ部分13、第4インナ部分24)が、複数の横仕切壁部11e(23e,14e)の引張側壁部21a(13a,24a)側端部が夫々係合可能な複数の係合部21b(13b,24b)を備えているため、第1インナ部分21(第3アウタ部分13、第4インナ部分24)と横仕切壁部11e(23e,14e)の引張側壁部21a(13a,24a)側端部とを溶接等により結合することなく、第1インナ部分21(第3アウタ部分13、第4インナ部分24)と横仕切壁部11e(23e,14e)とを係合して荷重伝達経路を形成することができる。 According to the vehicle frame structure, in the aluminum alloy front side frame 2, the first outer portion 11 (the third inner portion 23 and the fourth outer portion 14) extends from the compression side wall portion 11 a (23 a, 14 a) to the tension side wall. A plurality of horizontal partition wall portions 11e (23e, 14e) that extend in the direction of the portion 21a (13a, 24a) and are arranged so as to form a plurality of sub-closed cross sections c adjacent in the vertical direction in the main closed section C Therefore, the aspect ratio of the sub-closed cross section c can be adjusted to 1 or less, and the elastic buckling is suppressed by shortening the elastic buckling period of the compression side wall portion 11a (23a, 14a) accompanying the shortening of the vertical width. The allowable limit load of the front side frame 2 can be increased. The first inner portion 21 (the third outer portion 13 and the fourth inner portion 24) is associated with the ends of the plurality of horizontal partition wall portions 11e (23e, 14e) on the side of the tensile side wall portion 21a (13a, 24a). Since a plurality of engaging portions 21b (13b, 24b) that can be combined are provided, the first inner portion 21 (third outer portion 13, fourth inner portion 24) and the lateral partition wall portion 11e (23e, 14e) The first inner portion 21 (the third outer portion 13 and the fourth inner portion 24) and the lateral partition wall portion 11e (23e, 14e) are connected without welding the tensile side wall portion 21a (13a, 24a) side end portion. ) To form a load transmission path.
主閉断面C内に前後方向に直交するように配設され且つ圧縮側壁部11a(23a,14a)と一体形成された複数の縦仕切壁部11b(23b,14b)を形成している。
この構成によれば、複数の縦仕切壁部11b(23b,14b)によって上端壁部11c(23c,14c)及び下端壁部11d(23d,14d)を引っ張るため、圧縮側壁部11a(23a,14a)から伝播した弾性座屈波に起因した上端壁部11c(23c,14c)及び下端壁部11d(23d,14d)の面外方向の変形を抑制することができる。
A plurality of vertical partition walls 11b (23b, 14b) are formed in the main closed section C so as to be orthogonal to the front-rear direction and are integrally formed with the compression side walls 11a (23a, 14a).
According to this configuration, since the upper end wall portion 11c (23c, 14c) and the lower end wall portion 11d (23d, 14d) are pulled by the plurality of vertical partition wall portions 11b (23b, 14b), the compressed side wall portion 11a (23a, 14a) is pulled. ), The deformation in the out-of-plane direction of the upper end wall portion 11c (23c, 14c) and the lower end wall portion 11d (23d, 14d) due to the elastic buckling wave propagated from the above can be suppressed.
第1アウタ部分11(第3インナ部分23、第4アウタ部分14)と第1インナ部分21(第3アウタ部分13、第4インナ部分24)が夫々鋳造品で構成されている。以上により、押出成形が困難な主閉断面C内に配設される複数の横仕切壁部11e(23e,14e)と複数の縦仕切壁部11b(23b,14b)を備えた構造を簡単な方法で圧縮側壁部11a(23a,14a)と一体形成することができる。 The first outer portion 11 (the third inner portion 23, the fourth outer portion 14) and the first inner portion 21 (the third outer portion 13, the fourth inner portion 24) are each made of a cast product. As described above, the structure including the plurality of horizontal partition wall portions 11e (23e, 14e) and the plurality of vertical partition wall portions 11b (23b, 14b) disposed in the main closed section C, which is difficult to be extruded, is simplified. It can be formed integrally with the compression side wall 11a (23a, 14a) by the method.
係合部21b(13b,24b)は1対の係合リブ21e(13e,24e)とそれら係合リブ21e(13e,24e)の間に形成された係合溝21f(13f,24f)とを有し、係合リブ21e(13e,24e)の主閉断面C内への突出幅Hが5〜15mmに設定されている。この構成によれば、簡単な構成で第1インナ部分21(第3アウタ部分13、第4インナ部分24)と横仕切壁部11e(23e,14e)とを係合することができる。また、引張側壁部21a(13a,24a)自体の引張強度を向上することができる。 The engaging portion 21b (13b, 24b) includes a pair of engaging ribs 21e (13e, 24e) and an engaging groove 21f (13f, 24f) formed between the engaging ribs 21e (13e, 24e). The protrusion width H of the engagement rib 21e (13e, 24e) into the main closed section C is set to 5 to 15 mm. According to this structure, the 1st inner part 21 (3rd outer part 13, 4th inner part 24) and the horizontal partition wall part 11e (23e, 14e) can be engaged with a simple structure. Moreover, the tensile strength of the tensile side wall part 21a (13a, 24a) itself can be improved.
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
1〕前記実施形態においては、フロントサイドフレームの例を説明したが、リヤサイドフレーム、サスクロスメンバ、バンパビーム、センタピラー、インパクトバー等、少なくとも、圧縮荷重と引張荷重とが作用する車両用フレームであれば何れにも適用することができる。
Next, a modified example in which the embodiment is partially changed will be described.
1) In the above embodiment, an example of a front side frame has been described. However, a rear side frame, a suspension cross member, a bumper beam, a center pillar, an impact bar, or the like may be used for at least a vehicle frame on which a compressive load and a tensile load act. Any of them can be applied.
2〕前記実施形態においては、アルミ合金材料として非熱処理型の5000系を用いた例を説明したが、少なくとも延性と軽量を備えていれば良く、非熱処理型の1000系、3000系、4000系、熱処理型の2000系、6000系、7000系から設計要件に合わせて選択的に採用することができる。
3〕前記実施形態においては、EA効率の観点から2〜4つの横仕切壁部の例を説明したが、設計上の観点から5つ以上の横仕切壁部を採用しても良い。
2] In the above-described embodiment, an example in which a non-heat treatment type 5000 series is used as the aluminum alloy material has been described. However, it is only necessary to have at least ductility and light weight, and the non-heat treatment type 1000 series, 3000 series, and 4000 series. The heat treatment type 2000 series, 6000 series, and 7000 series can be selectively employed according to the design requirements.
3] In the above embodiment, an example of two to four horizontal partition walls has been described from the viewpoint of EA efficiency. However, five or more horizontal partition walls may be employed from the viewpoint of design.
4〕前記実施形態においては、2及び3つの縦仕切壁部の例を説明したが、少なくとも折れ変形位置に対応した上端壁部と下端壁部の面外変形を抑制できれば良く、折れ変形位置近傍に1つの縦仕切壁部を設けても良い。また、折れ変形位置近傍に4つ以上の縦仕切壁部を設けても良い。また、縦仕切壁部とビード部とを接合せずに、折れ変形位置近傍に縦仕切壁部を設けることも可能である。 4) In the above embodiment, the examples of the two and three vertical partition walls have been described. However, it is only necessary to suppress at least the out-of-plane deformation of the upper end wall and the lower end wall corresponding to the bending deformation position, and the vicinity of the bending deformation position. One vertical partition wall may be provided. Further, four or more vertical partition walls may be provided in the vicinity of the bending deformation position. Moreover, it is also possible to provide a vertical partition wall near the folding deformation position without joining the vertical partition wall and the bead.
5〕前記実施形態においては、2ヶ所の外折れ変形部分と1ヶ所の内折れ変形部分が形成された車両用フレームの例を説明したが、少なくとも1ヶ所に外折れ変形部分又は内折れ変形部分が形成されれば良く、また、外折れ変形部分と内折れ変形部分の個数は任意に設定可能である。
6〕前記実施形態においては、折れ変形の起点として連続した断面U字状ビードを採用した例を説明したが、断面V字状ビードでも良く、また、複数に分断されたビードでも良い。
少なくとも折れ変形の起点になれば良く、表面処理等によって脆弱部を形成しても良い。
5] In the above embodiment, an example of a vehicle frame in which two outer bent portions and one inner bent portion are formed has been described, but the outer bent portion or the inner bent portion is at least one place. In addition, the number of the outer fold deformation portion and the inner fold deformation portion can be arbitrarily set.
6] In the above-described embodiment, an example in which a continuous U-shaped bead is used as the starting point of the bending deformation has been described, but a V-shaped bead or a bead divided into a plurality of parts may be used.
It may be at least a starting point of bending deformation, and the weak portion may be formed by surface treatment or the like.
7〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。 7] In addition, those skilled in the art can implement the present invention with various modifications without departing from the spirit of the present invention, and the present invention includes such modifications. is there.
V 車両
2 フロントサイドフレーム
11 第1アウタ部分
11a 圧縮側壁部
11b 縦仕切壁部
11e 横仕切壁部
11f 第1ビード部
21 第1インナ部分
21b 係合部
21e 係合リブ
21f 係合溝
H (係合リブ)突出幅
V Vehicle 2 Front side frame 11 First outer portion 11a Compression side wall portion 11b Vertical partition wall portion 11e Horizontal partition wall portion 11f First bead portion 21 First inner portion 21b Engagement portion 21e Engagement rib 21f Engagement groove H Joint rib) Projection width
Claims (4)
前記圧縮側部分が、前記圧縮側壁部から引張側壁部方向に延びると共に前記主閉断面内に上下方向に隣り合う複数の副閉断面を形成するように配設された複数の横仕切壁部を備え、
前記引張側部分が、前記複数の横仕切壁部の引張側壁部側端部が夫々係合可能な複数の係合部を備えたことを特徴とする車両用フレーム。 A compression side portion including a longitudinal compression side wall portion on which a compressive load acts and a tension side portion including a longitudinal tension side wall portion on which a tensile load acts, and upper and lower ends of the compression side portion and the tension side portion In the frame for an aluminum alloy vehicle in which the cross-section perpendicular to the longitudinal direction and the main closed cross-section are substantially rectangular,
A plurality of lateral partition walls arranged so that the compression side portion extends from the compression side wall in the direction of the tension side wall and forms a plurality of sub closed cross sections adjacent in the vertical direction in the main closed cross section. Prepared,
The vehicle frame according to claim 1, wherein the tension side portion includes a plurality of engaging portions that can engage with the end portions of the plurality of horizontal partition walls on the side of the tension side walls.
前記係合リブの前記主閉断面内への突出幅が5〜15mmに設定されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用フレーム。 The engaging portion has a pair of engaging ribs and an engaging groove formed between the engaging ribs,
The vehicle frame according to any one of claims 1 to 3, wherein a protrusion width of the engagement rib into the main closed section is set to 5 to 15 mm.
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